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已知,成年哺乳动物脑内室管膜下区(subventricular zone,SVZ)和海马齿状回(dentate gyrus,DG)终身存在神经元再生(neurogenesis),脑缺血可促进SVZ和DG区神经元再生、诱导损伤脑区(纹状体和皮层)产生新生神经元。这为脑缺血损伤后的自我修复提供了新的理论基础。但缺血诱导的新生神经元数量非常有限,并不能完全修复脑缺血后神经功能的缺损。因此,需要进一步研究缺血损伤后神经发生的机制及其调控因素,试图通过干预和/或增强内源性神经前体细胞的增殖、迁移、分化、整合,恢复损伤区域的正常神经元网络。VEGF是一种重要的血管发育调节因子和神经营养/保护因子,最近的研究显示,VEGF可促进神经发生区(SVZ和DG)神经前体细胞的增殖。我们先前的研究发现,VEGF过表达不仅使脑梗塞灶体积减小,而且促进了损伤纹状体的神经元再生,并促进新生神经元分化成熟。为研究VEGF促进成年大鼠缺血脑内神经元再生的分子机制,我们采用大脑中动脉线栓(Middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型模拟缺血性脑中风;将人VEGF表达质粒(human VEGF-expressive plasmid,phVEGF)在MCAO结束后15分钟内注入侧脑室,诱导VEGF高表达;用BrdU标记新生细胞;用免疫组织化学技术检测缺血侧纹状体的新生细胞,采用Western-Blot的方法检测在成年神经发生过程中发挥重要作用的信号分子Noggin、BMP4和β-catenin的表达变化,并探讨其可能的机制。研究结果如下:1.VEGF过表达上调缺血侧纹状体内Noggin蛋白表达水平为观察VEGF过表达对缺血侧纹状体内Noggin、BMP4、β-catenin蛋白表达的影响,我们向缺血侧侧脑室注射VEGF过表达质粒或对照质粒。VEGF过表达明显上调缺血侧纹状体内Noggin蛋白的表达水平。但在脑缺血后的相同时间点上,VEGF过表达并不影响缺血侧纹状体内BMP4和β-catenin蛋白水平。这些结果提示VEGF可能通过Noggin促进大鼠缺血后纹状体内的神经元再生。2.Noggin antisense显著抑制缺血后纹状体内Noggin蛋白表达水平为验证VEGF是否通过Noggin促进脑缺血后纹状体内的神经元再生,我们在接下来的研究中用Noggin antisense抑制Noggin表达。首先观察Nogginantisense的基本效应:结果显示,与对照组相比,Noggin antisense显著下调大鼠缺血侧纹状体内Noggin的蛋白水平。接下来,为验证Noggin antisense在我们的实验条件下是否有效,我们在缺血侧侧脑室联合注射VEGF过表达质粒或对照质粒和Noggin antisense。结果显示,同时给予VEGF过表达质粒或对照质粒的条件下,Noggin antisense显著抑制大鼠缺血侧纹状体内Noggin蛋白水平。3.Noggin antisense抵消VEGF的促缺血侧纹状体内神经元再生作用为研究Noggin antisense对VEGF的促缺血侧纹状体内神经元再生作用的影响,我们在缺血侧侧脑室联合注射VEGF过表达质粒和/或Noggin antisense。结果显示,在缺血再灌28天,Noggin antisense可显著抑制VEGF对BrdU~+-NeuN~+细胞数量的增加作用。这些结果表明VEGF通过Noggin促进脑缺血后纹状体内的神经元再生。有趣的是,给予Noggin antisense,BrdU~+-GFAP~+细胞数量在脑缺血后28天的缺血侧纹状体内显著增加。抑制VEGF的作用后,Noggin的含量降低,对BMPs信号通路的抑制作用减弱,可以促使更多的神经前体细胞在缺血侧纹状体内分化为星形胶质细胞。结论:VEGF通过上调Noggin的表达水平,促进大鼠脑缺血后纹状体内的神经元再生。该研究为阐明缺血损伤诱导神经再生的机制及寻找临床治疗新靶点提供新的研究基础,具有重要的理论意义和临床应用价值。